JP4840331B2

JP4840331B2 - ノズル交換台及び部品実装装置

Info

Publication number: JP4840331B2
Application number: JP2007288344A
Authority: JP
Inventors: 悟史河口; 誠中島; 義徳今田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-11-06
Filing date: 2007-11-06
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-11-06
Also published as: JP2009117580A

Description

本発明は、部品実装装置の移載ヘッドに取り付けられるノズルを移載ヘッドに着脱させるノズル交換台及びこれを備えた部品実装装置に関するものである。

部品実装装置は移載ヘッドに取り付けられたノズルに部品を吸着させ、移載ヘッドを移動させて基台上に位置決めした基板に搭載させる。移載ヘッドに取り付けられるノズルは基板の種類等によって交換する必要があり、このため基台上にはノズルを移載ヘッドに着脱させるノズル交換台が備えられる。ノズル交換台は、ノズルを上方から挿通させる複数のノズル保持孔を有したノズル保持部材及びノズル保持部材に対して水平方向にスライド自在なスライド部材を有して成り、スライド部材はノズル保持孔に挿通されたノズルをノズル保持部材に固定する固定位置とノズルをノズル保持部材に非固定にする非固定位置との間で位置の切り換えを行うことができるようになっている。

このようなノズル交換台を用いて移載ヘッドに取り付けられているノズルを取り外すときには、スライド部材を非固定位置にしたノズル交換台の上方から移載ヘッドを降下させてノズルをノズル保持孔に上方から挿通させ、スライド部材を固定位置に切り換えて移載ヘッドを引き上げる。一方、移載ヘッドにノズルを装着するときには、ノズル交換台の上方から移載ヘッドを降下させ、スライド部材を非固定位置にして移載ヘッドを引き上げる。

このようなノズル交換台は、ノズル保持部材を部品実装装置に固定されるベース部材から分離できる構成とすることもできる。このような構成のノズル交換台では、ノズル保持部材をベース部材から取り外して部品実装装置の外部に移動させることができるため、部品実装工程を実行しながらこれと並行してノズルのセッティングを行うことができ、ノズル交換台そのもののメンテナンスも容易である（特許文献１）。
特開２００５−６６７７７号公報

しかしながら、ノズル保持部材をベース部材から分離できる構成のノズル交換台では、ノズル保持部材をベース部材に取り付けるときには間に異物を挟み込まないように十分に注意する必要があり、もしノズル保持部材とベース部材の間に異物を挟み込んでしまった場合には、ノズル保持部材の一部がベース部材に対して浮いて傾いた非正常な取り付け状態となり、作業者がこれに気付かずに部品実装工程を開始させるとノズル交換台に保持しているノズルに移載ヘッドを接触させてしまうおそれがある。

また、このようなノズル交換台ではノズルの着脱（交換）を行うに際し、スライド部材が現在固定位置にあるのか非固定位置にあるのかを検知する必要がある。このスライド部材の位置の検出には通常、ベース部材に設けられてスライド部材をスライド方向に駆動する空圧シリンダのロッド部の位置を複数のセンサを用いて検出するようになっているが、ノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられた状態を検出するためにはスライド部材の位置の検出を行うセンサに加えてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行うセンサを別途追加する必要があり、センサ数が増大するという問題点がある。

そこで本発明は、センサ数を増加させることなく、スライド部材の位置の検出に加えて
ノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行うことができるノズル交換台及び部品実装装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載のノズル交換台は、部品実装装置の移載ヘッドに取り付けられるノズルを移載ヘッドに着脱させるノズル交換台であって、部品実装装置に固定されるベース部材と、ベース部材に着脱自在に取り付けられ、ノズルが上方から挿通されるノズル保持孔を有したノズル保持部材と、ノズル保持部材に対してスライド自在に設けられ、ノズル保持孔に挿通されたノズルをノズル保持部材に固定する固定位置とノズルをノズル保持部材に非固定にする非固定位置との間で位置の切り換えを行うスライド部材と、スライド部材に設けられた遮光部材と、検査光が遮光部材に遮光されることによりスライド部材が固定位置に位置していることの検出を行う第１光センサと、検査光が遮光部材に遮光されることによりスライド部材が非固定位置に位置していることの検出を行う第２光センサとを備え、第１光センサ及び第２光センサはベース部材に設けられてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられた状態でそれぞれの検査光が遮光部材に遮光されるようになっており、第１光センサ又は第２光センサによりスライド部材の位置が検出されるか否かによってノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられているかどうかの判断を行うことができるようになっている。

請求項２に記載の部品実装装置は、移載ヘッドに取り付けられたノズルに部品を吸着させ、移載ヘッドを移動させて基台上に位置決めした基板に搭載させる部品実装を行う部品実装装置であって、移載ヘッドの移動制御を行って部品実装を実行する制御手段と、請求項１に記載のノズル交換台とを備え、制御手段はノズル交換台の第１光センサ又は第２光センサによりスライド部材の位置が検出されるか否かによってノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられているかどうかの判断を行い、その結果ノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていないと判断したときには部品実装を実行しない。

本発明では、スライド部材が固定位置に位置していることの検出を行う第１光センサ又はスライド部材が非固定位置に位置していることの検出を行う第２光センサを用いてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行うようになっており、スライド部材の位置の検出を行う手段が、ノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行う手段を兼ねている。このためセンサ数を増加させることなく、スライド部材の位置の検出に加えてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図、図２は本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える移載ヘッドの正面図、図３は本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系を示すブロック図、図４は本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるノズル交換台の斜視図、図５は本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のベース部材の斜視図、図６は本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のノズル保持部材及びスライド部材から成るユニットの分解斜視図、図７（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノズル及びノズル交換台の一部の断面正面図、ノズル図８（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノズル交換台の平面図、図９（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態におけるノズル交換台の側面図、図１０は本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のノズル保持部材及びスライド部材から成るユニットの側面図、図１１（ａ），（ｂ）は本発明の一実施の形態における移載ヘッドのノズル取り付け部及びノズルの正面図である。

図１において、部品実装装置１は基台２上に水平面内の一の方向（Ｘ軸方向）に延びた基板搬送路３を有しており、基板搬送路３の上方にはＸ軸方向と直交する水平面内の方向（Ｙ軸方向）に延びたＹ軸テーブル４が設けられている。Ｙ軸テーブル４にはＹ軸テーブル４に一端が支持された２つのＸ軸テーブル５がＸ軸方向に延びて設けられており、各Ｘ軸テーブル５にはＸ軸テーブル５に沿ってＸ軸方向に移動自在な移動ステージ６が設けられている。各移動ステージ６には移載ヘッド７が取り付けられており、基板搬送路３の側方領域には複数のテープフィーダ８がＸ軸方向に並設されている。各テープフィーダ８は移載ヘッド７の基台２に対する移動可能領域Ｒ内に部品供給口８ａを位置させている。

図２において、各移載ヘッド７には複数のノズル取り付け部９が下方に延びて設けられており（図２）、各ノズル取り付け部９の下端には上下方向（Ｚ軸方向）に延びた円筒状のノズル（吸着ノズル）１０が着脱自在に取り付けられている。各ノズル１０は下端部が部品Ｐと接触する円筒状の主部１０ａ、主部１０ａの上部に設けられてノズル取り付け部９と結合される円筒状の結合部１０ｂ及び主部１０ａと結合部１０ｂの間に設けられた円板状の鍔部１０ｃから成る。本実施の形態では、ノズル取り付け部９（すなわちノズル１０）はＸ軸方向に４本、Ｙ軸方向に３本の計１２本設けられており、隣接するノズル取り付け部９同士の間隔は互いに等しくなっている。

図３において、部品実装装置１には、基板搬送路３を駆動する搬送路駆動機構１１ａ、各Ｘ軸テーブル５をＹ軸テーブル４に沿って移動させるＸ軸テーブル移動機構１１ｂ、各移動ステージ６をＸ軸テーブル５に沿って移動させる移動ステージ移動機構１１ｃ、各ノズル１０を個別に昇降及び上下軸（Ｚ軸）回りに回転させるノズル駆動機構１１ｄ及び各ノズル１０に吸着動作を行わせるノズル吸着機構１１ｅが備えられている。

部品実装装置１に備えられた制御装置１３は、搬送路駆動機構１１ａを作動させて基板搬送路３による基板１２の搬送と基台２に対する所定位置への位置決め制御を行い、Ｘ軸テーブル移動機構１１ｂ及び移動ステージ移動機構１１ｃを作動させて移載ヘッド７の移動制御を行い、ノズル駆動機構１１ｄ及びノズル吸着機構１１ｅを作動させてノズル１０による部品Ｐの吸着と離脱の制御を行う。このように部品実装装置１は、制御装置１３による移載ヘッド７の移動制御を含む各制御動作を通し、移載ヘッド７に取り付けられたノズル１０に部品Ｐを吸着させ、移載ヘッド７を移動させて基台２上に位置決めした基板１２に搭載させる部品実装を実行する。

図１において、移載ヘッド７には撮像面を下に向けた基板カメラ１４が設けられており、基台２上には撮像面を上に向けた部品カメラ１５が設けられている。これら基板カメラ１４及び部品カメラ１５は制御装置１３によりその作動制御がなされる（図３）。

部品実装において制御装置１３は、先ず、基板搬送路３を作動させて実装の対象となる基板１２を基台２上の所定位置に搬送・位置決めし、移載ヘッド７を基板１２の上方に移動させて基板カメラ１４により基板１２の隅に設けられた位置決めマーク（図示せず）を画像認識させる。基板カメラ１４が画像認識した位置決めマークの画像情報は制御装置１３に送られ、制御装置１３はこの基板カメラ１４から送られた画像情報に基づいて位置ずれ検出用マークが予め定められた基準の位置からどれだけずれているかの判断を行い、基板１２の位置ずれを検出する。

制御装置１３は、基板１２の位置ずれを検出したら移載ヘッド７をテープフィーダ８の上方に移動させ、ノズル１０によりテープフィーダ８の部品供給口８ａに供給されている部品Ｐを吸着させる。そして、ノズル１０に吸着された部品Ｐが部品カメラ１５の上方（部品カメラ１５の視野内）を通過するように移動させ、部品カメラ１５に部品Ｐの下面の画像認識（撮像）を行わせる。この部品カメラ１５の画像認識によって得られた部品Ｐの
下面の画像情報は制御装置１３に送られ（図３）、制御装置１３はこの部品カメラ１５から送られた画像情報に基づいて各部品Ｐがノズル１０に対してどれだけずれているかの判断を行い、部品Ｐのノズル１０に対するずれ（吸着ずれ）を検出する。

制御装置１３は、上記のように基板１２の位置ずれと部品Ｐの吸着ずれを検出したら、ノズル１０に吸着されている部品Ｐをその部品Ｐに対して与えられている搭載位置データに基づいて基板１２上に搭載する。このとき制御装置１３は検出された基板１２の位置ずれと部品Ｐの位置ずれが修正されるように搭載位置データの補正を行うので、部品Ｐは基板１２上の正しい位置に搭載される。

ところで、移載ヘッド７に取り付けられるノズル１０は基板１２の種類等によって交換する必要がある。このため、基台２上には移載ヘッド７に取り付けられるノズル１０を移載ヘッド７のノズル取り付け部９に着脱させるノズル交換台１６が備えられている。

図４において、ノズル交換台１６は部品実装装置１の基台２に固定されるベース部材２０、ベース部材２０に着脱自在に取り付けられるノズル保持部材４０及びノズル保持部材４０対して水平方向にスライド自在に設けられたスライド部材５０を備えて構成される。ここでノズル保持部材４０とスライド部材５０は１つのユニットとして構成される。

図５において、ベース部材２０はＹ軸方向（ノズル交換台１６における前後方向とする）を長辺、Ｘ軸方向（ノズル交換台１６における左右方向とする）を短辺とする長方形形状の平板部２１、平板部２１の長辺方向のテープフィーダ８側（前端側とする）の端部から垂直下方に延びた主支柱２２及び平板部２１の長辺方向の基板搬送路３側（後端側とする）から垂直下方に延びた複数の副支柱２３から成り、主支柱２２及び副支柱２３が基台２に固定されることによって平板部２１が水平に保持される。

平板部２１の後端側の上面には固定係止部２４が上方に延びて設けられており、主支柱２２には可動係止部２５が設けられている。可動係止部２５は下端部が主支柱２２に枢支されて前後方向（Ｙ軸方向）に揺動自在であり、図示しない付勢ばねによって図５中に示す矢印Ａの方向（上端部を平板部２１の後端に近づける方向）に常時付勢されている。可動係止部２５の上部には平板部２１の後端側に突出した左右一対の突起部２６が設けられており、可動係止部２５の上端部には、可動係止部２５を上記付勢ばねの付勢力に抗して図５中に示す矢印Ｂの方向（上端側を平板部２１の後端から遠ざける方向）に揺動操作するための操作部２７が平板部２１の後端から遠ざかる方向（前上方）に延びて設けられている。

図４及び図６において、ノズル保持部材４０はベース部材２０の左右方向（Ｘ軸方向）寸法よりも大きい左右方向寸法を有する長方形形状の平板部材であり、ノズル１０が上方から挿通される複数のノズル保持孔４１を有している。本実施の形態では、ノズル保持孔４１は左右方向（Ｘ軸方向）に４個（ノズル取り付け部９のＸ軸方向並びの数と同数）、前後方向（Ｙ軸方向）に９個（ノズル取り付け部９のＹ軸方向並びの数の倍数）の計３６個設けられており、隣接するノズル保持孔４１同士の間隔は隣接するノズル取り付け部９同士の間隔と等しくなっている。

図７において、各ノズル１０の主部１０ａ、結合部１０ｂ及び鍔部１０ｃは同心状に配置されており、結合部１０ｂの外径ｄ_２は主部１０ａの外径ｄ_１よりも大きい寸法、鍔部１０ｃの外径ｄ_３は結合部１０ｂの外径ｄ_２よりも大きい寸法となっている。

ノズル保持部材４０に設けられた各ノズル保持孔４１は円孔であり、その内径ｄ_０はノズル１０の主部１０ａの外径ｄ_１よりも大きく、鍔部１０ｃの外径ｄ_３よりも小さい寸法
となっている（図７（ａ））。このため図７（ｂ）に示すようにノズル保持孔４１にノズル１０が挿通された場合、ノズル１０は主部１０ａはノズル保持孔４１内に位置し、鍔部１０ｃはノズル保持部材４０の上面４０ａに上方から当接した状態で縦立姿勢に保持される。

ノズル保持部材４０の上面には矩形平板状の枠状部材４２が複数のノズル保持部材取り付け螺子４３によって取り付けられている。ノズル保持部材４０の上面に枠状部材４２が取り付けられた状態では、上記３６個のノズル保持孔４１は枠状部材４２の中央部に設けられた矩形開口４２ａから上方に露出した状態となる。この枠状部材４２の厚さ（上下方向寸法）ｔ_０はノズル１０の鍔部１０ｃの厚さｔよりも大きい寸法となっている。このため図７（ｂ）に示すように、ノズル保持孔４１内にノズル１０が挿通されている状態では、ノズル１０の鍔部１０ｃの上面Ｓは枠状部材４２の上面Ｓ_０よりも下方に位置した状態となる。

図４、図６及び図８において、スライド部材５０は厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通して前後方向（Ｙ軸方向）に延びた複数のガイド溝５１を有しており、これら複数のガイド溝５１には上方からガイドピン４４が挿通され、各ガイドピン４４の下端部はノズル保持部材４０に螺入されている。スライド部材５０はこれらガイドピン４４によって枠状部材４２の上面Ｓ_０に支持されており（図７も参照）、枠状部材４２上を前後方向にスライド自在に（したがってノズル保持部材４０に対してスライド自在に）なっている。

スライド部材５０にはノズル保持部材４０に設けられたノズル保持孔４１の左右方向（Ｘ軸方向）の個数と同数（本実施の形態では４つ）のシャッター溝５２が前後方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられており、各シャッター溝５２にはノズル保持孔４１の前後方向の個数と同数（本実施の形態では９つ）の円形の逃がし穴５３がノズル保持孔４１の前後方向の間隔と同じ間隔で設けられている。各逃がし穴５３の内径Ｄはシャッター溝５２の溝幅（左右寸法幅）Ｗ（図８）よりも大きい寸法となっており、各シャッター溝５２の溝幅Ｗはノズル１０の結合部１０ｂの外径ｄ_２よりも大きく、かつ鍔部１０ｃの外径ｄ_３よりも小さい寸法となっている。また、各逃がし穴５３の内径Ｄ（図７及び図８）はノズル１０の鍔部１０ｃの外径ｄ_３よりも大きい寸法となっている。

スライド部材５０はその前端部をノズル保持部材４０の前端部の上面に取り付けられたストッパ４５に後方から当接させた前方位置（図８（ａ）に示す位置）と、スライド部材５０に設けられたガイド溝５１の前端縁をガイドピン４４に前方から当接させた後方位置（図８（ｂ）に示す位置）との間を移動することができる。スライド部材５０が後方位置に位置する状態では、スライド部材５０に設けられた各逃がし穴５３の上下中心軸はノズル保持部材４０に設けられた各ノズル保持孔４１の上下中心軸と一致し、スライド部材５０が前方位置に位置する状態では、各逃がし穴５３の上下中心軸はＹ軸方向に隣接するノズル保持孔４１の上下中心軸の中間部に位置する。

前述のように、枠状部材４２の厚さｔ_０はノズル１０の鍔部１０ｃの厚さｔよりも大きく、ノズル保持孔４１に上方から挿通されたノズル１０の鍔部１０ｃの上面Ｓは枠状部材４２の上面Ｓ_０よりも下方に位置しているので（図７（ｂ））、スライド部材５０はノズル保持孔４１にノズル１０を挿通させた状態で枠状部材４２上を移動させることができる。そして、スライド部材５０が後方位置に位置するときには上記のように各逃がし穴５３の上下中心軸はノズル保持孔４１の上下中心軸、すなわちノズル１０の上下中心軸と一致するため、スライド部材５０を後方位置に位置させればノズル保持孔４１に挿通させたノズル１０はそのまま上方に引き抜くことができる（図８（ｂ）及び図７（ｂ））。一方、スライド部材５０が前方位置に位置するときには逃がし穴５３の上下中心軸はノズル１０の上下中心軸と一致せず、ノズル１０の鍔部１０ｃの外径よりも小さい溝幅のシャッター
溝５２内に位置するので、この状態からノズル保持孔４１に挿通させたノズル１０を上方に引き上げようとしても鍔部１０ｃがノズル保持部材４０の下面に下方から当接するためノズル１０はそのまま上方に引き上げることはできない（図８（ａ））。

このようにスライド部材５０が前方位置に位置した状態ではノズル保持孔４１に挿通されたノズル１０はノズル保持孔４１から抜去不能であり、ノズル１０はノズル保持部材４０に固定された状態となる。一方、スライド部材５０が後方位置に位置した状態ではノズル保持孔４１に挿通されたノズル１０はノズル保持孔４１から抜去可能であり、ノズル１０はノズル保持部材４０に非固定にされた状態となる。

ここで、スライド部材５０が前方位置に位置している状態ではノズル保持孔４１に挿通されたノズル１０はノズル保持部材４０に対して固定され、スライド部材５０が後方位置に位置している状態ではノズル保持孔４１に挿通されたノズル１０はノズル保持部材４０に対して非固定にされるので、以下、スライド部材５０の前方位置を固定位置と称し、スライド部材５０の後方位置を非固定位置と称する。

図９（ａ），（ｂ）において、ベース部材２０の下面側には空圧シリンダ３４がロッド部３５を前後方向（Ｙ軸方向）の前方に向けて配置されており、ロッド部３５の先端部（前端部）には連結板３６が左右方向（Ｘ軸方向）に延びて設けられている。図６及び図９（ａ），（ｂ）に示すように、スライド部材５０の前端中央部の下面側には連結ブロック５４が下方に延びて設けられており、この連結ブロック５４の下端には左右方向に延びた溝部５５が設けられている。

連結ブロック５４はノズル保持部材４０をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられた連結ブロック挿通孔４６及びベース部材２０をその厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられた連結ブロック移動孔３７を上方から挿通して下方に延びており、下端に形成された上記溝部５５を空圧シリンダ３４の連結板３６に上方から遊嵌させている。このため空圧シリンダ３４のロッド部３５を前後方向（Ｙ軸方向）に突没させると、連結板３６及び連結ブロック５４を介してスライド部材５０が前後方向にスライドし、スライド部材５０は固定位置（ロッド部３５の突出状態における位置）と非固定位置（ロッド部３５の没入状態における位置）との間を移動する。但し、空圧シリンダ３４のロッド部３５は突出位置及び没入位置の一方の位置しかとり得ず、したがってスライド部材５０は固定位置及び非固定位置のいずれか一方の位置しかとり得ない。したがってスライド部材５０は、空圧シリンダ３４を突没させることにより、ノズル保持孔４１に挿通されたノズル１０をノズル保持部材４０に固定する固定位置とノズル１０をノズル保持部材４０に非固定にする非固定位置との間で位置の切り換えを行うことができる。なお、空圧シリンダ３４の突没制御は、制御装置１３が空圧シリンダ制御バルブ３８を電磁駆動することによって行われる（図３）。

スライド部材５０の前部の左右一方側には側方に張り出すとともに下方に延出した遮光部材５６が設けられており（図４及び図６）、ベース部材２０の平板部２１には光センサ取り付け部材２８が設けられている（図５）。光センサ取り付け部材２８は水平部２８ａ及び水平部２８ａの左右方向（Ｘ軸方向）の両端側から下方に延出した２つの垂直部２８ｂ，２８ｃを有して下方に開口した断面Ｕ字状に形成されており、一方の垂直部２８ｃが平板部２１の側面に固定されて２つの垂直部２８ｂ，２８ｃが左右方向に対向した状態となっている。水平部２８ａには長穴状のスリット２９が前後方向（Ｙ軸方向）に延びて設けられている。

ベース部材２０に設けられた光センサ取り付け部材２８の２つの垂直部２８ｂ，２８ｃの対向する面には第１光センサ３１及び第２光センサ３２がスライド部材５０のスライド
方向（Ｙ軸方向）に並んで設けられている。第１光センサ３１は水平左右方向に検査光Ｌを投光する第１投光器３１ａ及びその検査光Ｌを受光する第１受光器３１ｂから成り、第２光センサ３２は同じく水平左右方向に検査光Ｌを投光する第１投光器３２ａ及びその検査光Ｌを受光する第２受光器３２ｂから成る。第２光センサ３２は第１光センサ３１の後方に配置されており、それぞれ検査光Ｌが遮光されて受光器が検査光Ｌを受光していないときに遮光信号を出力する。

スライド部材５０に設けられた遮光部材５６はノズル保持部材４０に設けられた遮光部材挿通孔４７及びベース部材２０に設けられた光センサ取り付け部材２８のスリット２９を上方から挿通して下方に延びている（図９（ｂ）も参照）。第１光センサ３１は、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられた状態でスライド部材５０が固定位置に位置しているときに遮光部材５６によって検査光Ｌが遮光される位置に設けられており、第２光センサ３２は、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられた状態でスライド部材５０が非固定位置に位置しているときに遮光部材５６によって検査光Ｌが遮光される位置に設けられている。このため第１光センサ３１は検査光Ｌが遮光部材５６に遮光されることによりスライド部材５０が固定位置に位置していることの検出を行うことができ、第２光センサ３２は検査光Ｌが遮光部材５６に遮光されることによりスライド部材５０が非固定位置に位置していることの検出を行うことができる。

第１光センサ３１が出力する遮光信号（ノズル保持部材４０が固定位置に位置していることを検出する信号）及び第２光センサ３２が出力する遮光信号（ノズル保持部材４０が非固定位置に位置していることを検出する信号）はコネクタ３３を介して制御装置１３に入力される（図３）。コネクタ３３は、第１光センサ３１及び第２光センサ３２と繋がるノズル交換台側コネクタ３３ａと、制御装置１３と繋がりノズル交換台側コネクタ３３ａと結合される実装装置側コネクタ３３ｂから成っている。

このように制御装置１３にはコネクタ３３を介して第１光センサ３１及び第２光センサ３２が出力する遮光信号が入力されるので、制御装置１３はノズル交換台１６を用いた後述のノズルの着脱（交換）を行うに際し、スライド部材５０の位置、すなわち現在スライド部材５０が固定位置にあるのか非固定位置にあるのかを検知することができる。また、前述のように、第１光センサ３１及び第２光センサ３２はベース部材２０に設けられており、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられた状態でそれぞれの検査光Ｌが遮光部材５６に遮光されるようになっているので、第１光センサ３１又は第２光センサ３２によりスライド部材５０の位置が検出されるか否かによって、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられているかどうかの判断を行うことができる。すなわち、制御装置１３は、第１光センサ３１又は第２光センサ３２から遮光信号が出力されており、スライド部材５０が固定位置又は非固定位置に位置していることが検出されているときにはノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていると判断し、第１光センサ３１及び第２光センサ３２のいずれからも遮光信号が出力されておらず、スライド部材５０が固定位置又は非固定位置に位置していることが検出されていないときにはノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていないと判断する。

図１０において、ノズル保持部材４０の下面の４箇所には、ノズル保持部材支持突起４８が下方に延びて設けられている。これら４つのノズル保持部材支持突起４８はノズル保持部材４０及びスライド部材５０から成るユニットを机上等に載置したときにユニット全体を水平に支持するものであり、各ノズル保持部材支持突起４８のノズル保持部材４０の下面からの下方への突出距離Ｈは、遮光部材５６のノズル保持部材４０の下面からの下方への突出距離ｈよりも大きい寸法となっている。このためノズル保持部材４０及びスライド部材５０から成るユニットを机上等に載置した状態において、スライド部材５０を手でスライドさせる操作を行うことができ、移載ヘッド７に取り付けようとするノズル１０の
ノズル保持部材４０へのセッティングを机上等において行うことが可能である。なお、これら４つのノズル保持部材支持突起４８は、ノズル保持部材４０がベース部材２０に取り付けられている状態では、ベース部材２０の平板部２１を厚さ方向（Ｚ軸方向）に貫通して設けられた４つの支持突起干渉防止穴３９（図５）をそれぞれ上方から挿通し、ベース部材２０と干渉することがないようになっている（図９（ａ），（ｂ））。

前述のように、ノズル保持部材４０はベース部材２０に着脱自在であり、以下にノズル保持部材４０をベース部材２０に着脱する手順を説明する。
ノズル保持部材４０をベース部材２０に取り付けるには、ノズル保持部材４０の後端部が前端部より下方になるようにノズル保持部材４０を傾けて、その後端部をベース部材２０の固定係止部２４に前方より当接させる（図９（ａ））。そして、ノズル保持部材４０の後端部をベース部材２０の固定係止部２４に押し付けながらノズル保持部材４０を水平姿勢にし、手で操作部２７の操作を行って可動係止部２５を図５及び図９（ａ）中に示す矢印Ｂの方向に揺動させながら、ノズル保持部材４０の下面をベース部材２０の平板部２１の上面と接触させる。

ノズル保持部材４０が水平姿勢になるまでの間、スライド部材５０に設けられた連結ブロック５４はベース部材２０の連結ブロック移動孔３７を上方から挿通し、下端に形成された溝部５５は空圧シリンダ３４の連結板３６に遊嵌する。また、スライド部材５０に設けられた遮光部材５６はベース部材２０の光センサ取り付け部材２８のスリット２９を上方から挿通し、４つのノズル保持部材支持突起４８はそれぞれベース部材２０に設けられた支持突起干渉防止穴３９を上方から挿通する。

ノズル保持部材４０が水平姿勢になってその下面がベース部材２０の平板部２１の上面と接触したら可動係止部２５から手を放す。これにより可動係止部２５は図５及び図９（ｂ）中に示す矢印Ａの方向に付勢されて揺動し、突起部２６がノズル保持部材４０の前端斜面部４９に上方から当接してノズル保持部材４０がベース部材２０に結合される（図９（ｂ））。

ここで制御装置１３は、ノズル交換台１６の第１光センサ３１又は第２光センサ３２によりスライド部材５０の位置が検出されるか否かによってノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられているかどうかの判断を常時行っており、その結果、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていると判断したときには作業者が行った部品実装の実行指令操作に応じて部品実装を実行するが、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていないと判断したときには、作業者が部品実装の実行指令操作を行っても部品実装を実行しないようになっている。また制御装置１３は、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていないことが検出されている状態では、部品実装装置１或いはノズル交換台１６に設けた表示装置（図示せず）を介してノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていない旨の表示を行って作業者に注意を喚起するようになっている。これにより、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていない状態で部品実装を実行してしまって、ノズル交換台１６に保持しているノズル１０に移載ヘッド７を接触させてしまうような事態が起きないようにすることができる。

ベース部材２０からノズル保持部材４０を取り外すには、手で可動係止部２５を図５及び図９（ａ）中に示す矢印Ｂの方向に揺動させたうえで、ノズル保持部材４０の後端部をベース部材２０の固定係止部２４に押し付けながらノズル保持部材４０の前端部を持ち上げた後、前方に引き抜けばよい。なお、ノズル保持部材４０を前方に引き抜く前には、スライド部材５０に設けられた遮光部材５６がベース部材２０に設けられた光センサ取り付け部材２８のスリット２９から上方に抜けていること、連結ブロック５４が連結ブロック
移動孔３７から上方に抜けていること及びノズル保持部材４０に設けられた４つのノズル保持部材支持突起４８がそれぞれベース部材２０に設けられた支持突起干渉防止穴３９から上方に抜けていることを確認する必要がある。

次に、このような構成のノズル交換台１６を用いて移載ヘッド７のノズル取り付け部９にノズル１０を着脱する手順について説明する。図１１において、各ノズル取り付け部９の下端部には一対のノズル係止片９ａが係止部保持バンド９ｂに弾性保持されて下方に開閉自在になっている。ノズル取り付け部９をノズル１０に上方から押し付ければ（図１１（ａ）中に示す矢印Ｃ）、一対のノズル係止片９ａの下端部はノズル１０の上端部によって外側に押し広げられた後、ノズル１０の結合部１０ｂの外周に設けられた係止溝１０ｄに嵌入するので（図１１（ａ）→図１１（ｂ））、ノズル交換台１６のスライド部材５０を非固定位置に位置させて（図８（ｂ））、そのまま移載ヘッド７を上方へ移動させれば、ノズル１０をノズル取り付け部９に取り付けることができる。

一方、ノズル取り付け部９に取り付けられているノズル１０を取り外すには、ノズル交換台１６のスライド部材５０を非固定位置に位置させた状態で（図８（ｂ））、ノズル交換台１６の上方から移載ヘッド７を降下させ、ノズル１０をノズル保持孔４１に上方から挿通させた後、スライド部材５０を固定位置に移動させて（図８（ａ））、移載ヘッド７を引き上げればよい。このときノズル１０の鍔部１０ｃはノズル保持部材４０の下面に下方から当接し、ノズル１０がノズル取り付け部９と一体となって上方へ移動することが妨げられるので、ノズル取り付け部９の一対のノズル係止片９ａはノズル１０の結合部１０ｂによって外側に押し広げられ、各ノズル係止片９ａの下端部はノズル１０の結合部１０ｂの係止溝１０ｄから離脱する（図１１（ｂ）→図１１（ａ））。これによりノズル１０はノズル交換台１６に残留することとなり、ノズル取り付け部９からノズル１０を取り外すことができる。

ここで、前述したように、隣接するノズル保持孔４１同士の間隔は移載ヘッド７の隣接するノズル取り付け部９同士の間隔と等しくなっているので、ノズル１０のノズル取り付け部９への着脱は複数のノズル取り付け部９について同時に（一括して）行うことができる。特に本実施の形態では、ノズル保持孔４１のＸ軸方向（左右方向）の並びの数はノズル取り付け部９のＸ軸方向並びの数と同数（＝４）であり、またノズル保持孔４１の前後方向（Ｙ軸方向）の並びの数（＝３）はノズル取り付け部９のＹ軸方向並びの数の倍数（＝９）となっているので、移載ヘッド７に設けられている計１２（Ｘ軸方向並び４×Ｙ軸方向並び３）本のノズル取り付け部９に対してノズル１０の取り付け及び取り外しをそれぞれ一括して行うことができる。なお、この１２本のノズル取り付け部９に対して１２個のノズル１０の取り外しと取り付け（すなわちノズル１０の交換）を連続的に行うには、これから取り付けようとするノズル１０を図８（ｂ）に示すように、ノズル保持部材４０の長辺の一方寄りに「Ｘ軸方向並び４×Ｙ軸方向並び３」の計１２個のノズル１０を取り付けておき、残りの「Ｘ軸方向並び４×Ｙ軸方向並び６」の領域でノズル１０の取り外しを行った後、移載ヘッド７をＹ軸方向に移動させてノズル１０の取り付けを行えばよい。

以上説明したように、本実施の形態におけるノズル交換台１６では、スライド部材５０が固定位置に位置していることの検出を行う第１光センサ３１又はスライド部材５０が非固定位置に位置していることの検出を行う第２光センサ３２を用いてノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていることの検出を行うようになっており、スライド部材５０の位置の検出を行う手段が、ノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていることの検出を行う手段を兼ねている。このためセンサ数を増加させることなく、スライド部材５０の位置の検出に加えてノズル保持部材４０がベース部材２０に正常に取り付けられていることの検出を行うことができる。

センサ数を増加させることなく、スライド部材の位置の検出に加えてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていることの検出を行うことができるノズル交換台及び部品実装装置を提供する。

本発明の一実施の形態における部品実装装置の平面図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備える移載ヘッドの正面図本発明の一実施の形態における部品実装装置の制御系を示すブロック図本発明の一実施の形態における部品実装装置が備えるノズル交換台の斜視図本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のベース部材の斜視図本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のノズル保持部材及びスライド部材から成るユニットの分解斜視図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズル及びノズル交換台の一部の断面正面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズル交換台の平面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態におけるノズル交換台の側面図本発明の一実施の形態におけるノズル交換台のノズル保持部材及びスライド部材から成るユニットの側面図（ａ）（ｂ）本発明の一実施の形態における移載ヘッドのノズル取り付け部及びノズルの正面図

符号の説明

１部品実装装置
２基台
７移載ヘッド
１０ノズル
１２基板
１３制御装置（制御手段）
１６ノズル交換台
２０ベース部材
３１第１光センサ
３２第２光センサ
４０ノズル保持部材
４１ノズル保持孔
５０スライド部材
５６遮光部材
Ｌ検査光
Ｐ部品

Claims

部品実装装置の移載ヘッドに取り付けられるノズルを移載ヘッドに着脱させるノズル交換台であって、部品実装装置に固定されるベース部材と、ベース部材に着脱自在に取り付けられ、ノズルが上方から挿通されるノズル保持孔を有したノズル保持部材と、ノズル保持部材に対してスライド自在に設けられ、ノズル保持孔に挿通されたノズルをノズル保持部材に固定する固定位置とノズルをノズル保持部材に非固定にする非固定位置との間で位置の切り換えを行うスライド部材と、スライド部材に設けられた遮光部材と、検査光が遮光部材に遮光されることによりスライド部材が固定位置に位置していることの検出を行う第１光センサと、検査光が遮光部材に遮光されることによりスライド部材が非固定位置に位置していることの検出を行う第２光センサとを備え、第１光センサ及び第２光センサはベース部材に設けられてノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられた状態でそれぞれの検査光が遮光部材に遮光されるようになっており、第１光センサ又は第２光センサによりスライド部材の位置が検出されるか否かによってノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられているかどうかの判断を行うことができるようになっていることを特徴とするノズル交換台。
移載ヘッドに取り付けられたノズルに部品を吸着させ、移載ヘッドを移動させて基台上に位置決めした基板に搭載させる部品実装を行う部品実装装置であって、移載ヘッドの移動制御を行って部品実装を実行する制御手段と、請求項１に記載のノズル交換台とを備え、制御手段はノズル交換台の第１光センサ又は第２光センサによりスライド部材の位置が検出されるか否かによってノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられているかどうかの判断を行い、その結果ノズル保持部材がベース部材に正常に取り付けられていないと判断したときには部品実装を実行しないことを特徴とする部品実装装置。